CN105467142B - 工业注射泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业注射泵，为解决现有技术的样水摄取和注射装置无法实现自动定量化摄取和注射样水的问题而发明。所述工业注射泵包括泵体和自动注射装置，自动注射装置包括机座，机座上装设电磁阀、传动组件、注射组件及电路控制板，电路控制板连接有外部编程控制装置；传动组件包括齿轮箱压板，其上装设步进电机和传动齿轮总成，二者相互靠近的端头上均装设有联轴齿轮，联轴齿轮相啮合；注射组件包括注射器，其注射端与泵体通过电磁阀连接，注射器的活塞杆连接有滑块，滑块上装设传动齿条，传动齿条与传动齿轮总成相啮合，传动齿条与活塞杆的长度方向相同，电磁阀、步进电机均与电路控制板电连接。本发明提供的工业注射泵用于样水的抽取。

Description

工业注射泵

技术领域

本发明涉及工业环保注射技术领域，尤其是涉及一种工业注射泵。

背景技术

水是生命之源，人类生活和生产活动均离不开水，生活用水水质的优劣与人类健康密切相关。由于经济的发展和城市化进程的加快，生活污水排放量迅速增长，大量未经处理的生活污水排放到地表，造成水环境的污染。而工业用水水质的优劣则与工业生产成本和产品质量密切相关。目前，人类的活动的广度和深度前所未有，造成对自然环境的严重影响，特别是对水资源的影响。例如，养殖用水由于受到人类活动以及其它因素的影响，造成进入水体的物质超过了水体自净能力，导致水质恶化，最终影响水体用途。其中，养殖用水的主要污染物有：重金属污染物、非金属无机有毒污染物、有毒有机物、耗氧有机物、酸污染物、碱污染物，这些污染物都会严重影响养殖业的发展。

具体地，对于水质检测通常需要检测多种参数，如水中的COD、BOD、氨氮、总磷、总氮、温度、pH值、电导率、溶解氧及浊度等常规特征参数。而利用一定的检测方法对水质进行检测时，只需摄取少量的样水，在该少量样水中滴加相应的检测用试剂，即对该少量样水进行处理，样水跟试剂的混合比例，需按照二者发生反应的比例进行滴注。现有技术中采用的样水摄取和注射装置，其中装设有注射器和拉动该注射器的拉杆运动的传动机构，在摄取和注射样水的过程中，该设备的传动结构的传动稳定性不佳，且无法实现样水的自动定量化的摄取和注射，使样水与试剂的混合比例与实际需要的比例产生偏差，导致最终的检测结果与实际结果产生偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业注射泵，以解决现有技术中存在的样水摄取和注射装置无法实现自动定量化摄取和注射样水的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种工业注射泵，包括泵体和自动注射装置，所述自动注射装置包括机座，所述机座上装设有电磁阀、传动组件、注射组件及电路控制板，所述电路控制板连接有外部编程控制装置。

所述传动组件包括齿轮箱压板，所述齿轮箱压板上开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔上装设有步进电机，所述第二安装孔上装设有传动齿轮总成，所述步进电机和所述传动齿轮总成分别位于所述齿轮箱压板的两侧，所述步进电机与所述传动齿轮总成相互靠近的端头上均装设有联轴齿轮，所述联轴齿轮相啮合，所述步进电机与所述电路控制板电连接。

所述注射组件包括注射器，所述注射器的注射端与所述泵体通过所述电磁阀连接，所述注射器的活塞杆的末端固定连接有滑块，所述滑块上装设有传动齿条，所述传动齿条与所述传动齿轮总成相啮合，所述传动齿条的长度方向与所述活塞杆的长度方向相同，所述电磁阀与所述电路控制板电连接。

基于上述工业注射泵，使用时，为能够时刻监视步进电机的自身内部定制齿轮在控制电路板的控制下所转过的角度，以确定此时注射器的活塞杆在注射管中所处的具体位置，进而确定该工业注射泵在单次行程中已摄取或已注射的样水的水量，本发明所采用的技术手段是在所述步进电机上远离所述联轴齿轮的一端装设分度轮，使用时，所述分度轮随所述步进电机的自身定制齿轮同步转动；当步进电机的定制齿轮旋转设定角度后，为将该信息反馈至控制电路板，设置所述电路控制板上与所述分度轮相互对应的位置处装设有第一感应开关，所述分度轮与所述第一感应开关信号连接。

基于上述技术方案，在上述步进电机的一端装设分度轮的基础上，为能够准确控制滑块的行程位移，即准确控制活塞杆的行程位移，本发明所采用的技术手段是在所述传动齿条上固定安装定位片，以起到反映注射器零点绝对位置的作用；所述电路控制板上与所述定位片相互对应的位置处装设有第二感应开关，所述定位片与所述第二感应开关信号连接，当注射泵进行复位操作时，活塞杆随滑块运动使所述定位片遮挡所述第二感应开关，反馈参考信号至控制电路板，取出注射器的绝对零点。

对于如何设置所述工业注射泵中的各个部件的装设位置的问题而言，为使所述工业注射泵的整体结构更加紧凑，以节省安装空间，减小整个装置的总体积，同时，满足各个部件之间的传动关系，设置所述机座为直立放置的长方体结构，所述电磁阀装设在所述机座的上端部分，所述注射组件装设在所述机座的下端部分，所述传动组件和所述电路控制板装设在所述机座的同一侧，且所述传动组件位于所述注射组件和所述电路控制板之间。

同理，基于上述排布思路，将所述电路控制板与所述机座平行设置，同时，为使所述工业注射泵的整体结构更加平衡和稳定，设置所述机座与所述电路控制板之间通过螺杆连接。

基于上述技术方案，针对注射组件而言，为使滑块带动活塞杆运动的过程更加稳定，以使注射泵摄取或注射的样水的水量更加精确，在所述滑块上开设有开口朝上的U型槽，所述注射器装设在所述U型槽中，所述注射端位于所述U型槽外，所述活塞杆的末端与所述U型槽的底部固定连接。

针对电磁阀而言，所述电磁阀包括电磁阀盖和电磁阀体，所述电磁阀盖和电磁阀体分别位于所述机座的两侧且固定连接，为便于所述电磁阀与所述注射器连接，设置所述电磁阀盖位于所述注射器的正上方，且与所述注射端连接，所述电磁阀体与所述电路控制板电连接。

具体地，优选地，所述电磁阀为两位三通型电磁阀，所述两位三通型电磁阀的所述电磁阀盖上设置有COM端、NC端及NO端，所述注射端与所述COM端连接，所述泵体与所述COM端、NC端及NO端均通过螺纹连接方式连接，如此，采用螺纹连接方式，可为上述工业注射泵的流路的密封性提供良好的保证。

进一步地，所述外部编程控制装置与所述电路控制板通过RS232或者485的通讯方式连接，使用时，按照使用需求在所述外部编程控制装置中输入控制代码，所述外部编程控制装置驱动所述电路控制板接收和反馈所述控制代码，以控制所述电磁阀及所述步进电机按照既定流程进行自动化监测。

优选地，所述第一感应开关和所述第二感应开关均为光电感应开光。

使用本发明提供的工业注射泵时，将其中的电路控制板与外部编程控制装置连接，外部编程控制装置中已按照实际参数要求输入控制代码，启动外部编程控制装置，电路控制板在外部编程控制装置的控制下，直接控制电磁阀和步进电机开始运作，步进电机的自身定制齿轮开始旋转，同步地，其上的联轴齿轮开始旋转，通过相啮合的联轴齿轮的传动作用，传动齿轮总成同步旋转，并带动传动齿条做同步直线运动，由于传动齿条装设在滑块上，注射器的活塞杆的末端与滑块固定连接，且传动齿条的长度方向与活塞杆的长度方向相同，则活塞杆随传动齿条做同步直线运动，由于注射器的注射端与泵体通过电磁阀连接，电路控制板控制电磁阀运作，使电磁阀中的液体流路导通，自动注射器通过泵体，在样水的摄取地自动摄取定量的样水，待摄取完成后，电路控制板控制电磁阀中的液体流路闭合；注射时，电路控制板控制电磁阀中的液体流路再次导通，完成注射。

现有技术中采用的样水摄取和注射装置，其中装设有注射器和拉动该注射器的拉杆运动的传动机构，在摄取和注射样水的过程中，该设备的传动结构的传动稳定性不佳，且无法实现样水的自动定量化的摄取和注射，使样水与试剂的混合比例与实际需要的比例产生偏差，导致最终的检测结果与实际结果产生偏差。相比于现有技术，使用本发明提供的工业注射泵，由于其连接的外部编程控制装置采用了编程技术，能够实时实地根据实际参数要求输入控制代码，完成对所述工业注射泵的自动化控制，并且，所述工业注射泵的传动组件采用齿轮传动方式，将齿轮的圆周远动转变为齿条的直线运动，整个传动过程中，根据外部编程控制装置的输入程序，电路控制板能够控制步进电机的转速及转动角度，使步进电机以设定转速转动设定角度，如此，在步进电机的带动下，传动齿条移动设定距离，注射器的活塞杆移动设定距离，使得注射泵摄取和注射的样水定量化，完成对所述工业注射泵的定量化控制，使样水与试剂的混合比例趋近实际需要的比例，最终减小检测结果与实际结果的偏差，提高检测精度，且本发明提供的工业注射泵的结构简单，传动过程紧凑稳定，可靠性高，能够进一步提高检测结果精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的工业注射泵中的各个部件按照各自的装配方向排布的分解示意图；

图2为本发明实施例提供的工业注射泵的各个部件按照图1的所示的装配方向装配完整的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电磁阀的端面结构示意图。

附图标记：

1-机座 2-电磁阀 3-传动组件

4-注射组件 5-电路控制板 6-螺杆

21-电磁阀盖 22-电磁阀体 31-齿轮箱压板

32-步进电机 33-传动齿轮总成 34-联轴齿轮

35-分度轮 41-注射器 42-滑块

43-传动齿条 44-定位片 211-COM端

212-NC端43 213-NO端 311-第一安装孔

312-第二安装孔 411-注射端 412-活塞杆

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的工业注射泵中的各个部件按照各自的装配方向排布的分解示意图；图2为本发明实施例提供的工业注射泵的各个部件按照图1的所示的装配方向装配完整的结构示意图；参照图1和图2所示，本发明实施例提供的工业注射泵，包括泵体(图中未示出)和自动注射装置，所述自动注射装置包括机座1，所述机座1上装设有电磁阀2、传动组件3、注射组件4及电路控制板5，所述电路控制板5连接有外部编程控制装置(图中未示出)。

所述传动组件3包括齿轮箱压板31，所述齿轮箱压板31上开设有第一安装孔311和第二安装孔312，所述第一安装孔311上装设有步进电机32，所述第二安装孔312上装设有传动齿轮总成33，所述步进电机32和所述传动齿轮总成33分别位于所述齿轮箱压板31的两侧，所述步进电机32与所述传动齿轮总成33相互靠近的端头上均装设有联轴齿轮34，所述联轴齿轮34相啮合，所述步进电机32与所述电路控制板5电连接。

所述注射组件4包括注射器41，所述注射器41的注射端411与所述泵体通过所述电磁阀2连接，所述注射器41的活塞杆412的末端固定连接有滑块42，所述滑块42上装设有传动齿条43，所述传动齿条43与所述传动齿轮总成33相啮合，所述传动齿条43的长度方向与所述活塞杆412的长度方向相同，所述电磁阀2与所述电路控制板5电连接。

使用本发明提供的工业注射泵时，将其中的电路控制板与外部编程控制装置连接，外部编程控制装置中已按照实际参数要求输入控制代码，启动外部编程控制装置，电路控制板在外部编程控制装置的控制下，直接控制电磁阀和步进电机开始运作，步进电机的自身定制齿轮开始旋转，同步地，其上的联轴齿轮开始旋转，通过相啮合的联轴齿轮的传动作用，传动齿轮总成同步旋转，并带动传动齿条做同步直线运动，由于传动齿条装设在滑块上，注射器的活塞杆的末端与滑块固定连接，且传动齿条的长度方向与活塞杆的长度方向相同，则活塞杆随传动齿条做同步直线运动，由于注射器的注射端与泵体通过电磁阀连接，电路控制板控制电磁阀运作，使电磁阀中的液体流路导通，自动注射器通过泵体，在样水的摄取地自动摄取定量的样水，待摄取完成后，电路控制板控制电磁阀中的液体流路闭合；注射时，电路控制板控制电磁阀中的液体流路再次导通，完成注射。

现有技术中采用的样水摄取和注射装置，其中装设有注射器和拉动该注射器的拉杆运动的传动机构，在摄取和注射样水的过程中，该设备的传动结构的传动稳定性不佳，且无法实现样水的自动定量化的摄取和注射，使样水与试剂的混合比例与实际需要的比例产生偏差，导致最终的检测结果与实际结果产生偏差。相比于现有技术，使用本发明提供的工业注射泵，由于其连接的外部编程控制装置采用了编程技术，能够实时实地根据实际参数要求输入控制代码，完成对所述工业注射泵的自动化控制，并且，所述工业注射泵的传动组件采用齿轮传动方式，将齿轮的圆周远动转变为齿条的直线运动，整个传动过程中，根据外部编程控制装置的输入程序，电路控制板能够控制步进电机的转速及转动角度，使步进电机以设定转速转动设定角度，如此，在步进电机的带动下，传动齿条移动设定距离，注射器的活塞杆移动设定距离，使得注射泵摄取和注射的样水定量化，完成对所述工业注射泵的定量化控制，使样水与试剂的混合比例趋近实际需要的比例，最终减小检测结果与实际结果的偏差，提高检测精度，且本发明提供的工业注射泵的结构简单，传动过程紧凑稳定，可靠性高，能够进一步提高检测结果精度。

另外，需要说明的是，与现有技术中使用的同类产品相比，采用齿轮传动的方式，使得上述工业注射泵的抽腿过程不发生震动或失步等机械问题，整体设备的运行更加稳定，出现问题的几率降低，维修的次数及成本降低，整个装置的使用寿命得以提高。

此外，所述电路控制板上设置有中央处理器，步进电机中设置有芯片，芯片与中央处理器电连接，通过中央处理器控制步进电机的芯片输出电路，当该输出电流超过所述工业注射泵的设定电压后，外部编程控制装置间接控制步进电机实现急停，对整个设备形成过载保护。

基于上述工业注射泵，使用时，为能够时刻监视步进电机的自身内部定制齿轮在控制电路板的控制下所转过的角度，以确定此时注射器的活塞杆在注射管中所处的具体位置，进而确定该工业注射泵在单次行程中已摄取或已注射的样水的水量，继续参照图1所示，本发明所采用的技术手段是在所述步进电机上远离所述联轴齿轮的一端装设分度轮，使用时，所述分度轮随所述步进电机的自身定制齿轮同步转动；当步进电机的定制齿轮旋转设定角度后，为将该信息反馈至控制电路板，并使上述外部编程控制装置的程序清零，设置所述电路控制板上与所述分度轮相互对应的位置处装设有第一感应开关，所述分度轮与所述第一感应开关信号连接。具体地，当步进电机的定制齿轮旋转设定角度，第一感应开关通过感应分度轮，感应到步进电机已旋转至设定角度的信号。

基于上述技术方案，在上述步进电机的一端装设分度轮的基础上，为能够准确控制滑块的行程位移，即准确控制活塞杆的行程位移，本发明所采用的技术手段是在所述传动齿条上固定安装定位片，以起到反映注射器零点绝对位置的作用；所述电路控制板上与所述定位片相互对应的位置处装设有第二感应开关，所述定位片与所述第二感应开关信号连接使用时，当注射泵进行复位操作时，活塞杆随滑块运动使所述定位片遮挡所述第二感应开关，反馈参考信号至控制电路板，取出注射器的绝对零点。综上所述，传动组件中的分度轮的设置和射组件中定位片的设置，使所述工业注射泵实现信息反馈功能，进一步提高设备运行的稳定性，进而提高其在环保工业的恶劣环境中的使用寿命。

对于如何设置所述工业注射泵中的各个部件的装设位置的问题而言，为使所述工业注射泵的整体结构更加紧凑，以节省安装空间，减小整个装置的总体积，同时，满足各个部件之间的传动关系，继续参照图2所示，在本发明的具体实施例中，设置所述机座1为直立放置的长方体结构，所述电磁阀2装设在所述机座1的上端部分，所述注射组件4装设在所述机座1的下端部分，所述传动组件3和所述电路控制板5装设在所述机座1的同一侧，且所述传动组件3位于所述注射组件4和所述电路控制板5之间。

同时，基于上述排布思路，将所述电路控制板5与所述机座1平行设置，同时，为使所述工业注射泵的整体结构更加平衡和稳定，设置所述机座1与所述电路控制板5之间通过螺杆6连接。

基于上述技术方案，针对注射组件而言，为使滑块带动活塞杆运动的过程更加稳定，以使注射泵摄取或注射的样水的水量更加精确，继续参照图2所示，在所述滑块42上开设有开口朝上的U型槽，所述注射器41装设在所述U型槽中，所述注射端411位于所述U型槽外，所述活塞杆412的末端与所述U型槽的底部固定连接，使用时所述滑块41带动所述活塞杆412运动。

继续参照图1和图2所示，针对电磁阀而言，所述电磁阀2包括电磁阀盖21和电磁阀体22，所述电磁阀盖21和电磁阀体22分别位于所述机座1的两侧且固定连接，为便于所述电磁阀与所述注射器连接，设置所述电磁阀盖21位于所述注射器41的正上方，且与所述注射端411连接，所述电磁阀体22与所述电路控制板5电连接。

具体地，参照图3所示，优选地，所述电磁阀为两位三通型电磁阀，所述两位三通型电磁阀的所述电磁阀盖上设置有COM端211、NC端212及NO端213，所述注射端与所述COM端211连接，所述泵体与所述COM端211、NC端212及NO端213均通过螺纹连接方式连接，如此，采用螺纹连接方式，可为上述工业注射泵的流路的密封性提供良好的保证。使用时，上述工业注射泵的电路控制板依靠直流电压信号对电磁阀线圈进行驱动，无信号电压时，电磁阀的NO孔与COM孔连通，有信号电压时，电磁阀的NC孔与COM孔连通，从而实现对注射器进行摄取或注射时的流向控制。

需要说明的是，该工业注射泵的最大行程为1000步，最大摄取量为5ml。

进一步地，所述外部编程控制装置与所述电路控制板通过RS232或者485的通讯方式连接，使用时，按照使用需求在所述外部编程控制装置中输入控制代码，所述外部编程控制装置驱动所述电路控制板接收和反馈所述控制代码，以控制所述电磁阀及所述步进电机按照既定流程进行自动化监测。

优选地，所述第一感应开关和所述第二感应开关均为光电感应开关。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种工业注射泵，包括泵体，其特征在于，还包括自动注射装置，所述自动注射装置包括机座，所述机座上装设有电磁阀、传动组件、注射组件及电路控制板，所述电路控制板连接有外部编程控制装置；

所述传动组件包括齿轮箱压板，所述齿轮箱压板上开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔上装设有步进电机，所述第二安装孔上装设有传动齿轮总成，所述步进电机和所述传动齿轮总成分别位于所述齿轮箱压板的两侧，所述步进电机与所述传动齿轮总成相互靠近的端头上均装设有联轴齿轮，所述联轴齿轮相啮合，所述步进电机与所述电路控制板电连接；

所述注射组件包括注射器，所述注射器的注射端与所述泵体通过所述电磁阀连接，所述注射器的活塞杆的末端固定连接有滑块，所述滑块上装设有传动齿条，所述传动齿条与所述传动齿轮总成相啮合，所述传动齿条的长度方向与所述活塞杆的长度方向相同，所述电磁阀与所述电路控制板电连接；

所述步进电机上远离所述联轴齿轮的一端装设有分度轮，所述电路控制板上与所述分度轮相互对应的位置处装设有第一感应开关，所述分度轮与所述第一感应开关信号连接。

2.根据权利要求1所述的工业注射泵，其特征在于，所述传动齿条上固定安装有定位片，所述电路控制板上与所述定位片相互对应的位置处装设有第二感应开关，所述定位片与所述第二感应开关信号连接。

3.根据权利要求2所述的工业注射泵，其特征在于，所述机座为直立放置的长方体结构，所述电磁阀装设在所述机座的上端部分，所述注射组件装设在所述机座的下端部分，所述传动组件和所述电路控制板装设在所述机座的同一侧，且所述传动组件位于所述注射组件和所述电路控制板之间。

4.根据权利要求3所述的工业注射泵，其特征在于，所述电路控制板与所述机座平行设置，所述电路控制板与所述机座之间通过螺杆连接。

5.根据权利要求4所述的工业注射泵，其特征在于，所述滑块上开设有开口朝上的U型槽，所述注射器装设在所述U型槽中，所述注射端位于所述U型槽外，所述活塞杆的末端与所述U型槽的底部固定连接。

6.根据权利要求1所述的工业注射泵，其特征在于，所述电磁阀包括电磁阀盖和电磁阀体，所述电磁阀盖和电磁阀体分别位于所述机座的两侧且固定连接，所述电磁阀盖位于所述注射器的正上方，且与所述注射端连接，所述电磁阀体与所述电路控制板电连接。

7.根据权利要求6所述的工业注射泵，其特征在于，所述电磁阀为两位三通型电磁阀，所述两位三通型电磁阀的所述电磁阀盖上设置有COM端、NC端及NO端，所述注射端与所述COM端连接，所述泵体与所述COM端、NC端及NO端均通过螺纹连接方式连接。

8.根据权利要求1所述的工业注射泵，其特征在于，所述外部编程控制装置与所述电路控制板通过RS232或者485的通讯方式连接，使用时，按照使用需求在所述外部编程控制装置中输入控制代码，所述外部编程控制装置驱动所述电路控制板接收和反馈所述控制代码，以控制所述电磁阀及所述步进电机按照既定流程进行自动化监测。

9.根据权利要求2所述的工业注射泵，其特征在于，所述第一感应开关和所述第二感应开关均为光电感应开关。